Результаты исследований по расширению методических возможностей определения физико-химического состояния жидкометаллических теплоносителей на основе свинца

19.03.2020 2020 - №01 Химия, физика и техника теплоносителей

С.В. Салаев Р.Ш. Асхадуллин К.Д. Иванов А.Ю. Легких С.-А.С. Ниязов

https://doi.org/10.26583/npe.2020.1.10

Рассмотрены примеры использования метода термоциклирования тяжелых теплоносителей на основе свинца и висмута с одновременным измерением параметра термодинамической активности (ТДА) примеси кислорода. В качестве источников примеси железа в экспериментах использовались конструкционные стали ферритно-мартенситного класса ЭИ852, ЭП823 и аустенитная сталь ЭП302.

В результате экспериментов получены данные о том, что предварительно сформированные в теплоносителе оксиды железа, в том числе и в виде оксидной пленки на конструкционных сталях, в тяжелых теплоносителях не являются инертными фазами, но могут обмениваться с расплавом железом и кислородом. Характер этого обмена зависит как от фактического примесного состояния теплоносителя, так и от внешних условий и прежде всего от температуры.

Выполнен анализ экспериментальных данных, полученных при термоциклировании свинцового и свинцово-висмутового теплоносителей, в области как относительно высоких значений ТДА кислорода, близких к концентрации насыщения по кислороду, так и достаточно низких значений этого параметра, близких к концентрации насыщения по примеси железа.

Использованный методический прием термоциклирования теплоносителя является информационно значимым, и может быть рекомендован для получения количественных данных по содержанию примеси железа в теплоносителе.

Ссылки

1. Громов Б.Ф., Шматко Б.А. Окислительный потенциал расплавов свинца и висмута // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 1997. – № 6. – С. 14-18.
2. Martinelli L., Balbaud Ce ’le ’rier F. Modelling of the Oxide Scale Formation on Fe-Cr Steel During Exposure in Liquid Lead-bismuth Eutectic in the 450 – 600°C Temperature Range. // Materials and Corrosion. – 2011. – Vol. 62. – PP. 531-542. DOI: https://doi.org/10.1002/ maco.201005871
3. Mulier G. Status on Liquid Metal Corrosion, Mechanical Properties and Corrosion Protection Research at FZK and in Collaboration with Partners. / Сб. тез. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2008)». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2008. – С. 20.
4. Чернов М.Е., Мартынов П.Н., Гулевский В.А. Разработка электрохимического датчика кислорода капсульного типа для контроля и управления состоянием тяжелого теплоносителя. / Сб. тез. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2003)». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2003. – С. 85. Электронный ресурс: https://link.springer.com/article/10.1007/s10512-005-0215-5 (дата доступа 17.08.2019).
5. Асхадуллин Р.Ш., Мартынов П.Н., Сысоев Ю.М. Регулирование термодинамической активности кислорода в свинцовом и свинцово-висмутовом теплоносителях методом растворения оксидов. / Сб. тез. докл. конф. «Тяжелые жидкометаллические теплоносители в ядерных технологиях (ТЖМТ-2003)». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2003. – С. 82. Электронный ресурс: https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-84987935099&origin=resultslist&sort=plf-f&src=s&st1=Oxygen+Thermodynamic+Activity+Control+in+Lead+and+Lead-Bismuth+Coolants+by+the+Oxides+Dissolution+Method&st2=&sid=b5ca775998d0f7ed3989ec71bcd00eb5&sot=b&sdt=b&sl=119&s=TITLE-ABS-KEY%28Oxygen+Thermodynamic+Activity+Control+in+Lead+and+Lead-Bismuth+Coolants+by+the+Oxides+Dissolution+Method%29&relpos=0&citeCnt=4&searchTerm= (дата доступа 17.08.2019)
6. Иванов К.Д. Лаврова О.В., Салаев С.В. Использование разработанной методики оценки диффузионного выхода металлических компонентов из сталей для изучения коррозионной стойкости этих сталей в тяжелых теплоносителях. / Сб. тез. докл. конф. «Теплогидравлические аспекты безопасности ЯЭУ с реакторами на быстрых нейтронах». – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2005. – С. 117.
7. Иванов К.Д., Лаврова О.В., Мартынов П.Н. Термодинамика системы Pb-О и растворимость кислорода в расплаве свинца / Доклад на отраслевом научно-техническом семинаре «Проблемы технологии и теплогидравлики жидкометаллических теплоносителей» – Обнинск: ГНЦ РФ-ФЭИ, 2002.

массоперенос теплоноситель свинец свинец-висмут конструкционная сталь оксидная пленка кислород железо термодинамическая активность массовое содержание примеси датчик активности кислорода

Ссылка для цитирования статьи: Салаев С.В., Асхадуллин Р.Ш., Иванов К.Д., Легких А.Ю., Ниязов С.С. Результаты исследований по расширению методических возможностей определения физико-химического состояния жидкометаллических теплоносителей на основе свинца. // Известия вузов. Ядерная энергетика. – 2020. – № 1. – С. 98-106. DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2020.1.10 .